一、FPGA芯片命名規則

1、對于Xilinx芯片

XC7VX485T是芯(xin)片(pian)型(xing)號，表示(shi)屬于Xilinx公司的V7系列的芯(xin)片(pian)，485T表示(shi)其(qi)有48.5萬個(ge)邏輯單元(yuan)。-2表示(shi)速(su)度(du)(du)等(deng)(deng)級(ji)，對于Xilinx FPGA來(lai)說，一般有-1，-2，-3三個(ge)等(deng)(deng)級(ji)，值越大，速(su)度(du)(du)越高。FFG表示(shi)封裝方式，1761表示(shi)引腳(jiao)數。C代表的是溫度(du)(du)等(deng)(deng)級(ji)Temperature grade，這里是商用(yong)（Commercial），如(ru)果是I就(jiu)是工(gong)業用(yong)。

同一款芯片(pian)(pian)可以有多個速(su)度(du)等級，不同的(de)(de)速(su)度(du)等級代表著(zhu)不同的(de)(de)性能(neng)，不同的(de)(de)性能(neng)又導致(zhi)芯片(pian)(pian)價格(ge)的(de)(de)巨(ju)大差異(yi)。芯片(pian)(pian)的(de)(de)速(su)度(du)等級不是設計出來(lai)的(de)(de)，而(er)是在(zai)芯片(pian)(pian)生產(chan)出來(lai)之(zhi)后，實際(ji)測試標定出來(lai)的(de)(de)。速(su)度(du)快的(de)(de)芯片(pian)(pian)在(zai)總產(chan)量(liang)中的(de)(de)比(bi)率低(di)，價格(ge)也就(jiu)相應(ying)地(di)高。那么(me)(me)是什么(me)(me)因素導致(zhi)了同一批芯片(pian)(pian)的(de)(de)性能(neng)差異(yi)，主(zhu)要有下面兩點：

芯(xin)片的(de)(de)速度(du)等(deng)級決定于芯(xin)片內部的(de)(de)門延(yan)時(shi)(shi)和線延(yan)時(shi)(shi)，這兩個因素又決定于晶(jing)體管的(de)(de)長度(du)L和容值(zhi)C，這兩個數值(zhi)的(de)(de)差(cha)異最終決定于芯(xin)片的(de)(de)生產工藝。

在芯(xin)片(pian)生產過程中，有一個(ge)階段叫(jiao)做speed binning。就是采用一定的(de)(de)方法，按照一組標(biao)準對生產出來的(de)(de)芯(xin)片(pian)進行篩選和分類，進而(er)劃(hua)分不(bu)同(tong)的(de)(de)速度等級。

2、對于Altera的FPGA芯片

以EP2C35F672C6N為例做一個說明(ming)：

EP：工藝；

2C：cyclone II（颶風）（S代表Stratix，A代表arria）；

35：邏輯(ji)單元(yuan)數，35表(biao)示(shi)大約(yue)有35k的邏輯(ji)單元(yuan)；

F：表示PCB封(feng)裝類型，F是FBGA封(feng)裝，E（EQFP）、Q（PQFP）、U（UBGA）、M（MBGA）；

Package Type：

E：Plastic Enhanced Quad Flat Pack（EQFP）

Q：Plastic Quad Flat Pack（PQFP）

F：FineLine Ball-Grid Array（FBGA）

U：Ultra FineLine Ball-Grid Array（UBGA）

M：Micro FineLine Ball-Grid Array（MBGA）

672：表示引腳(jiao)數量；

C：工(gong)(gong)(gong)作溫度，C表示(shi)可(ke)(ke)以工(gong)(gong)(gong)作在0°C到(dao)85°C，I表示(shi)可(ke)(ke)以工(gong)(gong)(gong)作在-40°到(dao)100°C，A表示(shi)可(ke)(ke)以工(gong)(gong)(gong)作在-40°C到(dao)125°C；

Operating Temperature：

C：Commercial temperature（TJ=0°Cto85°C）

I：Industrial temperature（TJ=-40°Cto100°C）

A：Automotive temperature（TJ=40°Cto125°C）

6：速(su)度(du)等級，6約(yue)最(zui)大(da)(da)是(shi)500Mhz，7約(yue)最(zui)大(da)(da)是(shi)430Mhz，8約(yue)最(zui)大(da)(da)是(shi)400Mhz；

N：后綴，N表示無(wu)鉛，ES工程(cheng)樣片。

二、fpga芯片怎么選型

1、性能需求

在選型FPGA時(shi)，性能(neng)需(xu)求是首要(yao)考慮的(de)因素。這(zhe)些需(xu)求通常取決(jue)于目標應(ying)用的(de)特性，如處理(li)速(su)度(du)、數(shu)據吞(tun)吐量以(yi)及(ji)并行處理(li)能(neng)力。高性能(neng)FPGA能(neng)夠提供較大的(de)邏輯(ji)容(rong)量、更(geng)多的(de)I/O端口和(he)更(geng)高的(de)處理(li)速(su)度(du)。這(zhe)對于需(xu)要(yao)處理(li)大量數(shu)據或(huo)需(xu)要(yao)高速(su)數(shu)據傳(chuan)輸的(de)應(ying)用至關(guan)重要(yao)。

例如，使用(yong)(yong)(yong)FPGA進行圖(tu)像處(chu)理或機器學習應用(yong)(yong)(yong)，就(jiu)需要有足夠(gou)的(de)(de)邏輯容量來實現復雜的(de)(de)算法。同時，為了支持高速的(de)(de)數(shu)(shu)據輸入輸出，對I/O的(de)(de)數(shu)(shu)量和(he)速度也有較高的(de)(de)要求(qiu)。設計者(zhe)需要評估應用(yong)(yong)(yong)場(chang)景中的(de)(de)具(ju)體需求(qiu)，選擇(ze)符合性能指標的(de)(de)FPGA。

2、成本限制

成(cheng)本(ben)(ben)是FPGA選(xuan)型過(guo)程中(zhong)另一個重要(yao)考量。這(zhe)不僅(jin)包括(kuo)芯片(pian)本(ben)(ben)身的(de)成(cheng)本(ben)(ben)，還涉及開發、測試和(he)生產(chan)階(jie)段(duan)可(ke)能(neng)產(chan)生的(de)額外(wai)成(cheng)本(ben)(ben)。對(dui)于(yu)預算有(you)限的(de)項目，可(ke)能(neng)需要(yao)權衡性(xing)能(neng)和(he)成(cheng)本(ben)(ben)，選(xuan)擇(ze)性(xing)價比(bi)最高的(de)方案。另外(wai)，選(xuan)擇(ze)具有(you)較好市場支持和(he)供(gong)應鏈穩定性(xing)的(de)FPGA品牌也有(you)助于(yu)控制成(cheng)本(ben)(ben)。

在成本(ben)控制的同時，還需(xu)要考(kao)慮產品的未來升級和維(wei)護。選擇能(neng)夠提供兼容產品線和長期技術支持的FPGA廠(chang)商(shang)，可以減(jian)少后(hou)續(xu)迭代開發的成本(ben)壓(ya)力(li)。

3、功耗

對于(yu)便攜式設(she)備(bei)或能(neng)耗(hao)(hao)敏感的應(ying)用(yong)來說(shuo)，FPGA的功(gong)(gong)耗(hao)(hao)是至關重要的考量因素(su)。設(she)計時需要考慮(lv)靜(jing)態功(gong)(gong)耗(hao)(hao)和動態功(gong)(gong)耗(hao)(hao)，選(xuan)(xuan)擇低功(gong)(gong)耗(hao)(hao)FPGA有助于(yu)延長設(she)備(bei)的電(dian)池壽命(ming)，并(bing)減小散(san)熱需求。在選(xuan)(xuan)型(xing)時要仔(zi)細比較不同芯片的功(gong)(gong)耗(hao)(hao)數據，并(bing)考慮(lv)采用(yong)電(dian)源管理技術來進(jin)一步減少能(neng)耗(hao)(hao)。

例(li)如，部分FPGA提供低(di)功(gong)耗(hao)模(mo)式，能在不犧牲性能的情況(kuang)下有效降(jiang)低(di)功(gong)耗(hao)。同時，也可以(yi)通過優(you)化設計，比如減少不必要的開關動作，來降(jiang)低(di)功(gong)耗(hao)。

4、開發工具和生態系統

選型FPGA時，還需(xu)考慮其開發(fa)(fa)工具(ju)和(he)生態系統。一(yi)個強大(da)、用戶友(you)好的(de)開發(fa)(fa)環境，能夠(gou)大(da)大(da)提(ti)高(gao)開發(fa)(fa)效率(lv)和(he)產品上市(shi)速度。包括高(gao)級語言支持、仿(fang)真和(he)調試(shi)工具(ju)、以及豐(feng)富的(de)IP（知識產權）核和(he)參考設計，都(dou)是(shi)選擇FPGA時不(bu)可忽視的(de)因(yin)素。

此(ci)外(wai)，考慮到產品(pin)的(de)長期發(fa)展，選擇具(ju)有(you)良好(hao)生(sheng)態系統支持(chi)的(de)FPGA品(pin)牌，可(ke)以確保在產品(pin)的(de)整個生(sheng)命周(zhou)期內都能(neng)獲得(de)技術更(geng)新和支持(chi)服務。

5、可配置性與可擴展性

最后(hou)，FPGA的(de)(de)(de)可配置性和可擴展性也是(shi)重要的(de)(de)(de)選型(xing)因素(su)。好的(de)(de)(de)FPGA設(she)計(ji)應(ying)該(gai)能(neng)夠(gou)支持(chi)在產品的(de)(de)(de)使用過程中進行升級和修改(gai)，以適應(ying)不(bu)斷變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)需(xu)求。可配置性強的(de)(de)(de)FPGA能(neng)夠(gou)通過軟件(jian)升級來增加新功能(neng)或(huo)改(gai)進性能(neng)，這為(wei)產品的(de)(de)(de)未(wei)來發展留下了充分的(de)(de)(de)空間。

同時，可(ke)擴(kuo)(kuo)展性意味著產(chan)(chan)品可(ke)以(yi)通過(guo)(guo)增加額外的FPGA模塊來擴(kuo)(kuo)展其功能。這一(yi)特性對于希望將投資最大(da)化的用(yong)戶來說(shuo)非常重要(yao)，因為(wei)它允許產(chan)(chan)品隨著時間(jian)的推移而(er)不斷進化，而(er)不是在需求發展時就變得過(guo)(guo)時。

通過綜合考慮這些因素，選擇合適的FPGA芯片對于確保項目(mu)成功、控制成本(ben)和(he)提高產品競爭(zheng)力都至(zhi)關(guan)重要。